IoT生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建下內(nèi)卷的無線MCU

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，連接是極其重要的一部分。物聯(lián)環(huán)境中的每個(gè)環(huán)節(jié)都需要有著足夠可靠的連接。這個(gè)連接還不僅僅需要可靠，還需要靈活，同時(shí)還要能滿足一系列無線協(xié)議與范圍要求。這樣才能在對信息要求極高的物聯(lián)應(yīng)用中提供穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)。

無線MCU正是為了解決此類問題而誕生。從物聯(lián)網(wǎng)中無線技術(shù)的迅猛發(fā)展不難看出，集成無線通信功能是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用向的MCU發(fā)展的趨勢。同時(shí)，在IoT生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建中，很多設(shè)備都對功耗和成本十分敏感。因此此類無線MCU必然是低功耗且成本較低的。絕大多數(shù)MCU廠商都有在無線MCU產(chǎn)品線布局，而且每家的無線MCU也都各具特色，畢竟誰也不愿意在物聯(lián)網(wǎng)這個(gè)藍(lán)海市場落入下風(fēng)。因此，在這個(gè)細(xì)分領(lǐng)域里，大廠小廠無一例外開始了內(nèi)卷，向更低的功耗，更低的成本，更高的性能一直突破。

TI SimpleLink無線MCU

Thread是一種基于IPv6的無線個(gè)人局域網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，借助Thread，物聯(lián)網(wǎng)器件能夠與基于云的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施無縫集成。SimpleLink就是TI基于Thread平臺的無線MCU。

CC2652R7是SimpleLink系列下的一個(gè)多協(xié)議2.4-GHz無線MCU，使用的ARM Cortex-M0 M4F內(nèi)核，通過動(dòng)態(tài)多協(xié)議管理器（DMM）驅(qū)動(dòng)程序支持Thread、ZigBee、Matter、藍(lán)牙、IEEE 802.15.4g等并發(fā)多協(xié)議。CC2652R7還未正式發(fā)布，但是其性能之強(qiáng)大，功耗之低我們可以先睹為快。

這類器件都很注意功耗，CC2652R7也不例外，它具有0.9μA的超低休眠電流，CC2652R7除了M4F處理器外，還配置了一個(gè)具有快速喚醒功能的超低功耗傳感器控制器CPU，該控制器能夠在1μA系統(tǒng)電流下進(jìn)行1Hz 的ADC采樣，為了節(jié)省能耗想盡了辦法。

在2.4GHz的頻段中，CC2652R7能以9.7mA的電流支持+5 dBm的Tx工作模式，而對于125kbps的低功耗藍(lán)牙模式，CC2652R7的接收靈敏度為-104 dBm。在各種工作模式下，CC2652R7都能在低功耗下保持很高的性能。

同時(shí)CC2652R7具有很低的SER故障時(shí)間，在運(yùn)行壽命上有保障。常開SRAM奇偶校驗(yàn)也可以最大限度地降低潛在的損壞風(fēng)險(xiǎn)。從器件到器件、器件到移動(dòng)設(shè)備還有器件到云端的無線通信，CC2652R7正式發(fā)布后會(huì)將無線通信的水平再次拔高。

ADI 無線MCU

首先說一下SmartMesh，是ADI的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。ADI將SmartMesh無線產(chǎn)品在嵌入式芯片和預(yù)認(rèn)證的PCB模塊中進(jìn)行了集成。因此在物聯(lián)網(wǎng)的傳感應(yīng)用上，ADI設(shè)計(jì)的無線芯片實(shí)力很強(qiáng)。

上圖中的LTC5800采用了一種高度集成的低功率無線電設(shè)計(jì)，有一個(gè)運(yùn)行SmartMesh IP嵌入式網(wǎng)絡(luò)軟件的Arm Cortex-M3 32位內(nèi)核。從器件本身來說，它的無線電技術(shù)絕對是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的。在接收端，它有著4.5mA的低功耗，而在發(fā)送端5.4mA的功耗同樣也是極低。這種非常低功率的設(shè)計(jì)使得節(jié)點(diǎn)可采用多種能量收集器來供電。

在惡劣的RF環(huán)境中，LTC5800有著極大的發(fā)揮舞臺。因?yàn)槠洳煌谄渌麩o線解決方案，LTC5800借助SmartMesh內(nèi)置了數(shù)據(jù)包裕量，在惡劣的RF環(huán)境中依然能保證速率，同時(shí)時(shí)間同步信道跳變技術(shù)也消除了網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)包沖突，數(shù)據(jù)路由的安排更加高效。

STM32WB系列無線MCU

ST的雙核多協(xié)議無線STM32WB MCU，也支持Bluetooth LE、ZigBee和Thread這些無線連接標(biāo)準(zhǔn)。STM32WB無線MCU的雙核分別是運(yùn)行于64 MHz的Arm Cortex—M4核心（應(yīng)用處理器）和運(yùn)行于32 MHz的Arm Cortex—M0+核心（網(wǎng)絡(luò)處理器）。

通用的IEEE 802.15.4 MAC層確保了STM32WB可以運(yùn)行專有協(xié)議或全棧，包括ZigBee和低功耗OpenThread 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，給設(shè)計(jì)人員提供了很多將設(shè)備連接到物聯(lián)網(wǎng)的選項(xiàng)。同時(shí)提供了不同的認(rèn)證配置來實(shí)現(xiàn)設(shè)備尺寸和OTA功能的高自由度。

這些設(shè)備都嵌入了高速存儲器（STM32WB55xx的閃存容量高達(dá)1 MB，STM32WB35xx的閃存容量高達(dá)512 KB，STM32WB55xx的SRAM容量高達(dá)256 KB，STM32WB35xx的SRAM容量高達(dá)96 KB）。

這里以STM32WB55CG為例看一下它的功耗。待機(jī)模式下的功耗是600 nA，同時(shí)提供RTC和32 KB RAM。停止模式下，電流僅有2.1μA。當(dāng)RF和SMPS開啟時(shí)，該MCU的電流也小于53μA/MHz。整個(gè)STM32WB系列的功耗都是極低的，完全符合無線技術(shù)的需求。

同時(shí)ST在無線MCU生態(tài)的建設(shè)上也是下了很大下功夫 ，不僅面向嵌入式軟件資源的一站式解決方案，配有HAL和LL外設(shè)驅(qū)動(dòng)等等資源。

小結(jié)

本期盤點(diǎn)了三款無線MCU，各自都在低功耗上做了很大突破。尤其ADI的設(shè)計(jì)針對惡劣物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境做了補(bǔ)足。三款大廠的無線MCU遠(yuǎn)不能代表整個(gè)無線MCU市場，下期我們將繼續(xù)聚焦無線MCU，看看在IoT生態(tài)構(gòu)建的過程中還有那些卷起來的無線MCU系列。

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編輯：金巧